WO2019009232A1 - 負荷駆動装置 - Google Patents

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WO2019009232A1
WO2019009232A1 PCT/JP2018/025023 JP2018025023W WO2019009232A1 WO 2019009232 A1 WO2019009232 A1 WO 2019009232A1 JP 2018025023 W JP2018025023 W JP 2018025023W WO 2019009232 A1 WO2019009232 A1 WO 2019009232A1
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terminal
input
current
driving device
load driving
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PCT/JP2018/025023
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中山　昌昭
ナーイル クリシュナチャンドラン クリシュナン
マトュー ジョージ
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ローム株式会社
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    • H02M1/0032—Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode

Definitions

  • the invention disclosed herein relates to a load drive device.
  • FIG. 17 is a diagram showing a conventional example of a load drive device.
  • the load driving device X of this conventional example is a semiconductor integrated circuit device (so-called driver IC) which receives the input voltage Vin from the power supply E and outputs the output voltage Vout and the output current Iout to the load Z.
  • driver IC semiconductor integrated circuit device
  • patent document 1 can be mentioned as an example of the prior art relevant to the above.
  • FIG. 18 is a diagram showing the output behavior of the load drive device X, and from top to bottom, the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout, the relationship between the input voltage Vin and the output current Iout, and the input voltage Vin and the consumption The relationship with the power Pc is shown.
  • the load driving device X performs output feedback control so that the output current Iout always has a constant value regardless of the input voltage Vin.
  • the output voltage Vout is determined by the characteristics of the load Z (for example, when the load Z is an LED [light emitting diode], its forward drop voltage).
  • the power consumption Pc is obtained by the product of the input / output voltage difference (Vin ⁇ Vout) and the output current Iout.
  • the power consumption Pc increases with the increase of the input voltage Vin, and the amount of heat generation thereof increases. Therefore, in order to sufficiently dissipate the heat from the load driving device X, the area of the printed wiring board on which the load driving device X must be mounted must be increased, which makes it difficult to incorporate the device into a small module.
  • the invention disclosed in the present specification aims at providing a load drive device capable of distributing power consumption inside the device, in view of the above-mentioned problems found by the inventors of the present application.
  • the load driving device disclosed in the present specification includes a first input terminal for receiving an input of a first input current from a power supply, and a first input terminal for receiving an input of a second input current from the power supply via an external resistor. 2 input terminals, an output terminal for outputting an output current to a load, a current distribution unit which adds the first input current and the second input current at a predetermined distribution ratio to generate the output current, And a control unit that controls the distribution ratio (first configuration).
  • the current distribution unit includes a first transistor in a path through which the first input current flows, and the control unit controls the on resistance value of the first transistor.
  • Configuration (second configuration).
  • the current distribution unit further includes a second transistor in a path through which the second input current flows, and the control unit includes the first transistor and the second transistor. It is good to make it the structure (3rd structure) which carries out differential control of each on resistance value.
  • the control unit sets a difference value between the first terminal voltage appearing at the second input terminal and the second terminal voltage appearing at the output terminal. It is preferable that the distribution ratio be controlled accordingly (fourth configuration).
  • the control unit In the load driving device having the fourth configuration, the control unit generates an input detection unit that generates a first differential input voltage from the first terminal voltage, and a second differential input from the second terminal voltage.
  • a configuration including an output detection unit that generates a voltage, and a differential amplifier that generates a control signal of the current distribution unit according to a difference value between the first differential input voltage and the second differential input voltage ( It is good to set it as the 5th composition).
  • the input detection unit subtracts the predetermined threshold voltage from the first terminal voltage to generate the first differential input signal (sixth configuration) You should
  • the output detection unit outputs the highest value of the plurality of second terminal voltages as the second differential input signal (seventh configuration It is good to be).
  • the output detection unit outputs an average value of the plurality of second terminal voltages as the second differential input signal (eighth configuration ) May be used.
  • the control unit dynamically operates the distribution ratio according to a difference value between a terminal voltage of the second input terminal and a predetermined reference voltage. It is good to set it as the structure (9th structure) controlled to.
  • the load driving device having any one of the first to ninth configurations may further include a current driver configured to perform constant current control of the output current (10th configuration).
  • the current distribution unit is integrated on the first side of the semiconductor chip in a plan view of the semiconductor chip, and the current drive unit is the semiconductor
  • the chip may be integrated on a second side opposite to the first side of the chip (an eleventh structure).
  • the current driving unit includes a plurality of constant current sources respectively connected between the current distribution unit and the plurality of output terminals 12) is good.
  • the plurality of constant current sources are arranged in a direction along the second side in a plan view of the semiconductor chip (a thirteenth configuration). It is good to do.
  • the current distribution unit is configured such that, from a position adjacent to the constant current source closest to the third side of the semiconductor chip in the plan view of the semiconductor chip
  • the configuration may be integrated (fourteenth configuration) between a side and a position adjacent to the farthest constant current source.
  • the terminal connected to the power supply and the terminal adjacent thereto have a withstand voltage that can withstand connection to the power supply (fifteenth embodiment Configuration).
  • the first transistor is provided with a source region, a source pad provided in the immediate vicinity of the source region and wire-bonded to the first input terminal, a drain region And a drain pad provided in the immediate vicinity of the drain region and wire-bonded to the second input terminal.
  • the first input terminal and the second input terminal may be arranged adjacent to each other (a seventeenth configuration).
  • an external terminal whose high withstand voltage is easier to design than other external terminals is provided next to the first input terminal or the second input terminal. It is good to make it the structure currently arranged (18th structure).
  • the first input terminal receives an input of the first input current directly from the power supply (a nineteenth configuration). It is good to do.
  • control unit may be configured to control the distribution ratio dynamically (a twentieth configuration).
  • the load driving device having any one of the first to twentieth configurations be configured to be integrated in a semiconductor device (twenty-first configuration).
  • control unit may be configured to dynamically control the on-resistance value of the first transistor (a twenty-second configuration).
  • control unit may be configured to dynamically differentially control the on resistance values of the first transistor and the second transistor (a twenty-third configuration). Good.
  • control unit dynamically controls the distribution ratio in accordance with a difference value between the first terminal voltage and the second terminal voltage. Configuration).
  • the electric device disclosed in the present specification includes the load drive device having any one of the first to twenty-fourth configurations, and between the first input terminal and the second input terminal of the load drive device.
  • An external resistor connected and a load connected to an output terminal of the load driving device are configured (25th configuration).
  • the load drive device having any one of the above-described first to twenty-fourth configurations, and the first input terminal and the second input terminal of the load drive device.
  • An external resistor connected and a light source connected as a load to the output terminal of the load driving device are configured (sixth configuration).
  • a vehicle disclosed in the present specification has a configuration (a twenty-seventh configuration) including a lamp module having the above-described twenty-sixth configuration, and a battery serving as a power source of the lamp module.
  • the lamp module may be a headlamp module, a rear lamp module, or a winker lamp module (a twenty-eighth configuration).
  • a diagram showing an entire configuration of an electric device provided with a load drive device A diagram showing a first embodiment of an LED driver IC A diagram showing an example of power consumption distributed control in the first embodiment
  • the figure which shows 2nd Embodiment of LED driver IC A diagram showing an example of power consumption distributed control in the second embodiment
  • the figure which shows 3rd Embodiment of LED driver IC A figure showing an example of power consumption distributed control in a 3rd embodiment
  • Terminal arrangement (16 pins) of LED driver IC (first example)
  • the figure which shows the terminal arrangement (16 pins) of LED driver IC the 2nd example
  • Terminal arrangement (16 pins) of LED driver IC fourth example
  • FIG. 1 is a diagram showing an entire configuration of an electric device provided with a load driving device.
  • the electric device 1 of this configuration example has a load driving device 100 and an external resistor R and a load Z externally attached thereto.
  • the load driving device 100 is a semiconductor integrated circuit device (so-called driver IC) which receives the input voltage Vin from the power supply E and outputs the output voltage Vout and the output current Iout to the load Z, and is electrically connected to the outside of the device. In order to establish a connection, it has a first input terminal IN1, a second input terminal IN2 and an output terminal OUT. Of course, the load driving device 100 may be provided with an external terminal other than the above as needed.
  • driver IC semiconductor integrated circuit device
  • the negative terminal of the power source E is connected to the ground terminal.
  • the second end of the external resistor R is connected to the second input terminal IN2 of the load drive device 100.
  • the external resistor R is connected between the first input terminal IN1 and the second input terminal IN2 of the load driving device 100.
  • the load driving device 100 and the external resistor R may be mounted on a common printed wiring board, or may be mounted on separate printed wiring boards. Further, the external resistance R is not limited to a single resistive element, and may be a resistive element group in which a plurality of resistive elements are connected in series or in parallel.
  • the second end of the load Z is connected to the ground end.
  • the load driving device 100 integrates the current distribution unit 110, the control unit 120, and the current drive unit 130 in addition to the first input terminal IN1, the second input terminal IN2, and the output terminal OUT. It consists of
  • the first input terminal IN1 is an external terminal for receiving an input of the first input current Iin1 directly from the power supply E.
  • the second input terminal IN2 is an external terminal for receiving an input of the second input current Iin2 from the power source E via the external resistor R.
  • the output terminal OUT is an external terminal for outputting the output voltage Vout and the output current Iout to the load Z.
  • the current distribution unit 110 adds the first input current Iin1 and the second input current Iin2 at a predetermined distribution ratio based on the control signal Sc from the control unit 120 to generate an output current Iout.
  • the distribution ratio is dynamically controlled by generating a control signal Sc so that the detected value does not exceed a predetermined upper limit value. Specifically, until the difference value Vx-Vy reaches a predetermined upper limit, basically only the first input current Iin1 flows to interrupt the second input current Iin2, while the difference value Vx-Vy is predetermined After reaching the upper limit value of the above, the distribution ratio is automatically and smoothly adjusted so as to reduce the first input current Iin1 and increase the second input current Iin2.
  • the detection of the second terminal voltage Vy can be omitted. Such a modification will be described in detail in a third embodiment (FIG. 6) described later.
  • the current driver 130 performs constant current control of the output current Iout. That is, the current driver 130 performs the output feedback control so that the output current Iout always has a constant value regardless of the input voltage Vin.
  • the load driving device 100 of this configuration example is provided on the outside (input side) of a part of the excess power consumed conventionally inside the device when the input voltage Vin rises. It has a function (hereinafter, referred to as “power consumption distribution function”) to intentionally cause loss by the external resistor R.
  • power consumption distribution function a function to intentionally cause loss by the external resistor R.
  • the power consumption inside the device can always be kept at or below the predetermined upper limit value, so that the heat generation of the load drive device 100 can be suppressed. Therefore, there is sufficient allowance for the allowable loss of the load driving device 100, and there is no need to increase the area of the printed wiring board on which the load driving device 100 is mounted unnecessarily, so that incorporation into a small module is facilitated.
  • the external resistance R which is a discrete element has high heat resistance compared with the load drive apparatus 100 which is a semiconductor element, even if there is some heat generation, no particular trouble occurs.
  • FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the LED driver IC.
  • the electric device 1 described above is configured as an LED lamp module
  • the load drive device 100 is configured as a four-channel LED driver IC including output terminals OUT1 to OUT4.
  • a battery is used as the power source E
  • an LED light source provided with LED strings Z1 to Z4 in parallel is used as the load Z.
  • the electric device 1 described above, the load drive device 100, the power source E, and the load Z are respectively replaced with the LED lamp module 1, the LED driver IC 100, the battery E, and the LED light source Z.
  • the LED lamp module 1 the LED driver IC 100, the battery E, and the LED light source Z.
  • the LED driver IC 100 may be provided as the LED lamp module 1 together with the LED light source Z to be driven, or may be provided as an IC alone independently of the LED light source Z May be
  • the current distribution unit 110 includes P-channel MOS (metal oxide semiconductor) field effect transistors 111 and 112 as means for dynamically differentially controlling the distribution ratio of the first input current Iin1 and the second input current Iin2.
  • the transistor 111 corresponds to a first transistor provided in a path (a direct path) in which the first input current Iin1 flows.
  • the drains of the transistors 111 and 112 are connected to each other, and the connection node is connected to the current driver 130 in the subsequent stage as an output end of the output current Iout.
  • the first control signal Sc1 is input to the gate of the transistor 111. Therefore, the higher the first control signal Sc1, the larger the on-resistance value of the transistor 111, and the smaller the first input current Iin1. Conversely, the lower the first control signal Sc1, the smaller the on-resistance value of the transistor 111, and the first input current Iin1 increases.
  • the second control signal Sc2 is input to the gate of the transistor 112. Therefore, the higher the second control signal Sc2, the larger the on-resistance value of the transistor 112, and the second input current Iin2 decreases. Conversely, the lower the second control signal Sc2, the smaller the on-resistance value of the transistor 112, and the second input current Iin2 increases.
  • a voltage clamp element may be connected between the gate and the source of each of the transistors 111 and 112.
  • the control unit 120 includes the input detection unit 121, the output detection unit 122, and the differential amplifier 123, and generates the first control signal Sc1 and the second control signal Sc2 as the control signal Sc described above. , And differentially control the on-resistance values of the transistors 111 and 112 dynamically.
  • the input detection unit 121 includes a resistor 121a and a current source 121b connected in series between the second input terminal IN2 and the ground terminal, and generates a predetermined threshold voltage Vth (first threshold voltage Vth) from the first terminal voltage Vx appearing at the second input terminal IN2.
  • Vth first threshold voltage
  • Vx ′ Vx ⁇ Vth
  • the output detection unit 122 generates a second differential input voltage Vy ′ from the second terminal voltages Vy1 to Vy4 (corresponding to the above-described second terminal voltage Vy) appearing at the output terminals OUT1 to OUT4, respectively.
  • the second terminal voltages Vy1 to Vy4 are determined by the forward voltage drop of each of the LED strings Z1 to Z4, respectively.
  • the output detection unit 122 may be configured to output the highest value of the second terminal voltages Vy1 to Vy4 as the second differential input voltage Vy '.
  • the above-described power consumption distribution function does not work until the first differential input voltage Vx 'reaches the maximum value of the second terminal voltages Vy1 to Vy4. Therefore, even if the number of LED series stages or the forward voltage drop of each of the LED strings Z1 to Z4 varies, it is possible to reliably light all of them.
  • the output detection unit 122 may be configured to output the average value of the second terminal voltages Vy1 to Vy4 as the second differential input voltage Vy '.
  • the differential amplifier 123 is a difference value Vx between the first differential input voltage Vx ′ input to the non-inverting input terminal (+) and the second differential input voltage Vy ′ input to the inverting input terminal ( ⁇ ).
  • the first control signal Sc1 and the second control signal Sc2 are generated according to '-Vy'.
  • An electrostatic protection element may be connected to the input stage of the differential amplifier 123.
  • the operation of the differential amplifier 123 will be specifically described.
  • Vx'-Vy ' ⁇ 0 that is, Vx-Vy ⁇ Vth
  • the first control signal Sc1 output from the inverting output terminal (-) of the differential amplifier 123 is stuck at a low level
  • the differential amplifier 123 is
  • the second control signal Sc2 output from the non-inverted output terminal (+) of the signal is stuck at a high level.
  • the transistor 111 is fully turned on, and the transistor 112 is fully turned off, that is, only the direct input first input current Iin1 flows and the loss input second input current Iin2 is blocked. It becomes.
  • the distribution ratio of the first input current Iin1 and the second input current Iin2 dynamically changes according to the difference value Vx-Vy between the first terminal voltage Vx and the second terminal voltage Vy. Dynamic control.
  • the current driver 130 includes constant current sources 131 to 134 connected in parallel to one another.
  • the current driver 130 may include a logic unit or the like as a main body that performs output feedback control of each of the constant currents I1 to I4.
  • FIG. 3 is a view showing an example of power consumption distribution control in the LED driver IC 100 according to the first embodiment (FIG. 2), and the relationship between the input voltage Vin and various voltages (Vx, Vy) in order from the top, the input The relationship between the voltage Vin and various currents (Iin1, Iin2, Iout) and the relationship between the input voltage Vin and various power consumptions (Pc1, Pc2, Pc) are shown.
  • Pc1 represents the internal power consumption consumed by the LED driver IC 100
  • the first terminal voltage Vx and the second terminal voltage Vy rise as the input voltage Vin rises.
  • the second terminal voltage Vy does not exceed the forward voltage drop of the LED light source Z (more precisely, the lowest value of the forward voltage drop of each of the LED strings Z1 to Z4).
  • the current Iout does not flow. Therefore, the first input current Iin1 and the second input current Iin2 both have zero values, and both the internal power consumption Pc1 and the external power consumption Pc2 also have zero values.
  • the second terminal voltage Vy becomes higher than the forward drop voltage of the LED light source Z, and the output current Iout starts to increase.
  • the second voltage range since Vx-Vy ⁇ Vth, the power consumption distribution function does not work, and the second input current Iin2 does not flow. Therefore, the output current Iout is entirely covered by the first input current Iin1.
  • the internal power consumption Pc1 starts to increase, but the external power consumption Pc2 is maintained at a zero value.
  • the output current Iout reaches the target value (for example, 450 mA) and the second terminal voltage Vy stops rising. Therefore, with the increase of the input voltage Vin, the first terminal voltage The difference between Vx and the second terminal voltage Vy starts to open.
  • the power consumption distribution function does not work and the second input current Iin2 does not flow. Therefore, while the internal power consumption Pc1 further increases, the external power consumption Pc2 remains at the zero value.
  • the internal power consumption Pc1 can be maintained at a substantially constant value (about 1/6 of the conventional value), which leads to downsizing of the printed wiring board on which the LED driver IC 100 is mounted and large current output of the LED driver IC 100 Can be realized.
  • the input voltage Vin tends to be unstable and there is a high possibility of exceeding the allowable loss of the LED driver IC 100, so the internal power consumption Pc1 is regulated by the power consumption distribution function. The thing is very effective.
  • the characteristic of the output current Iout generated by adding the first input current Iin1 and the second input current Iin2 is equivalent to that of the conventional one (FIG. 18). Therefore, it is not necessary to redesign the current driver 130 when introducing the power consumption distribution function.
  • FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the LED driver IC.
  • the transistor 112 of the current distribution unit 110 is omitted while the first embodiment (FIG. 2) described above is based, and the control unit 120 controls only the first control signal Sc1.
  • the on resistance value of the transistor 111 is dynamically controlled. According to this configuration, it is possible to easily implement a power consumption distribution function substantially equivalent to that of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of power consumption distribution control in the LED driver IC 100 of the second embodiment, and as in the case of FIG. 3 above, the relationship between the input voltage Vin and various voltages (Vx, Vy) in order from the top
  • the relationship between the input voltage Vin and the various currents (Iin1, Iin2, Iout) and the relationship between the input voltage Vin and the various power consumptions (Pc1, Pc2, Pc) are shown.
  • the transistor 112 is omitted, so the second input current Iin2 flows in the loss path even in the input voltage range (V21 ⁇ Vin ⁇ V23) in which the power consumption distribution function does not work.
  • the first input current Iin1 decreases by that amount.
  • the resistance value of the external resistor R is set to a sufficiently large value (about 10 ⁇ ) with respect to the ON resistance value (about 0.5 ⁇ ) of the transistor 111 at the full on time, the second input current Iin2 is sufficiently Therefore, the operation of the LED driver IC 100 is not disturbed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the LED driver IC.
  • the input detection unit 121 and the output detection unit 122 of the control unit 120 are both omitted while the first embodiment (FIG. 2) described above is based.
  • the distribution ratio between the first input current Iin1 and the second input current Iin2 is dynamically controlled according to the difference value Vx-Vref between the first terminal voltage Vx and the predetermined reference voltage Vref. According to this configuration, it is possible to easily implement a power consumption distribution function substantially equivalent to that of the first embodiment.
  • the reference voltage Vref may be set to a voltage value higher than the assumed value of the second terminal voltage Vy by the threshold voltage Vth earlier.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of power consumption distribution control in the LED driver IC 100 of the third embodiment, and as in the case of FIG. 3 above, the relationship between the input voltage Vin and various voltages (Vx, Vy) in order from the top
  • the relationship between the input voltage Vin and the various currents (Iin1, Iin2, Iout) and the relationship between the input voltage Vin and the various power consumptions (Pc1, Pc2, Pc) are shown.
  • the power consumption distribution function is not effective according to the comparison result of the first terminal voltage Vx and the reference voltage Vref, not the comparison result of the difference value Vx-Vy and the threshold voltage Vth. Disabled is switched. Therefore, in the description of the first embodiment, “Vx ⁇ Vy ⁇ Vth” may be read as “Vx ⁇ Vref”, and “Vx ⁇ Vy> Vth” may be read as “Vx> Vref”. .
  • 8A to 8D are diagrams showing the terminal arrangement (16 pins) of the LED driver IC 100, respectively.
  • HTSSOP heat-sink thin shrink small outline package
  • the VINRES terminal (pin 1) is a power distribution resistor connection terminal, and corresponds to the above-mentioned second input terminal IN2.
  • the VIN terminal (pin 2) is a power supply voltage input terminal and corresponds to the first input terminal IN1.
  • the PBUS terminal (pin 3) is an abnormal state flag output / output current off control input terminal.
  • the CRT terminal (pin 4) and the DISC terminal (pin 5) are CR timer setting terminals.
  • the MSET1 terminal (6th pin) and the MSET2 terminal (11) are mode setting terminals.
  • the SET 1 terminal (7 pin), the SET 2 terminal (8 pin), the SET 3 terminal (10 pin), and the SET 4 terminal (9 pin) are output current setting terminals for 4 channels.
  • the GND terminal (pin 12) is a ground terminal.
  • the OUT1 terminal (16th pin), the OUT2 terminal (15th pin), the OUT3 terminal (14th pin), and the OUT4 terminal (13th pin) are current output terminals for four channels.
  • the broken EXP-PAD terminal functions as a heat radiation pad.
  • the VINRES and VIN terminals may be arranged adjacent to one another as shown in FIGS. 8A-8D. However, as can be seen by comparing FIG. 8A and FIG. 8B (or FIG. 8D), the arrangement order of both terminals may be reversed. Similarly, the CRT terminals and the DISC terminals may be arranged adjacent to each other as shown in FIGS. 8A to 8D. However, as can be seen by comparing FIG. 8A and FIG. 8C (or FIG. 8D), the arrangement order of both terminals may be reversed.
  • the four external terminals (VINRES, VIN, CRT, and DISC) are all connected to the power supply E (battery). Therefore, it is desirable that these four external terminals (VINRES, VIN, CRT, and DISC) be designed to have a higher breakdown voltage than other external terminals so that they can withstand connection to the power supply E.
  • the external terminals (PBUS, GND, MSET1 and MSET2, SET1 to SET4, and OUT1 to OUT4) other than the four terminals are not connected to the power supply E. Therefore, these external terminals (PBUS, GND, MSET1 and MSET2, SET1 to SET4 and OUT1 to OUT4) basically have a lower withstand voltage design than other external terminals.
  • ⁇ Chip layout> 9 to 12 are diagrams showing layout examples of the semiconductor chip sealed in the LED driver IC 100, respectively.
  • the semiconductor chip 200 is a member cut out in a rectangular shape in a plan view, and in addition to the current distribution unit 110, the control unit 120, and the current drive unit 130 described above, the constant current I1 of each channel
  • a current setting unit 140 for setting I4 and other circuit units 150 are integrated.
  • the left side in the drawing is the first side 201
  • the right side opposite thereto is the second side 202
  • the upper side is the third side 203.
  • the lower side opposite to this is defined as a fourth side 204.
  • Such pad arrangement will be described in detail later.
  • the current distribution unit 110 and the current drive unit 130 are separately disposed on the first side 201 side and the second side 202 of the semiconductor chip 200.
  • the pins on the power supply input side for example, pins 1, 2, 4 and 5 in FIG. 8 of the semiconductor chip 200
  • the pins on the power output side are collected on the second side 202 of the semiconductor chip 200 while collecting on the first side 201 and extending in the first direction. It can extend in a second direction opposite to the one direction.
  • the wiring connected to the pin on the power input side and the wiring connected to the pin on the power output side do not cross each other, so the layout of the PCB [printed circuit board] on which the LED driver IC 100 is mounted is simplified. It is possible to
  • the current driver 130 also includes constant current sources 131 to 134 connected between the current distributor 110 and the output terminals OUT1 to OUT4, as shown in FIG.
  • another circuit unit 150 may be interposed between the constant current sources 131 to 134.
  • the current distribution unit 110 is closest to the third side 203 from the position adjacent to the constant current source 131 closest to the third side 203 of the semiconductor chip 200 (see FIG. 9). It may be integrated to a position adjacent to the distant constant current source 134 (see FIG. 11), and more preferably, near the center position between both ends in the arrangement direction (x-axis direction) of the constant current sources 131 to 134 It is desirable to integrate them (see FIG. 10 and FIG. 12).
  • the maximum value of the resistance component of the wire L1 laid from the current distribution unit 110 to the constant current sources 131 to 134 is compared with the layout of FIG. Wiring resistance to the constant current source farthest from the current distribution unit 110 can be reduced.
  • the wiring resistance to the constant current source 131 adjacent to the current distribution unit 110 can be minimized, but the wiring resistance to the constant current source 134 farthest from the current distribution unit 110 is very It becomes bigger.
  • the wiring resistance to the constant current source 134 adjacent to the current distribution unit 110 can be minimized, but the wiring resistance to the constant current source 131 farthest from the current distribution unit 110 is very large. It gets bigger.
  • the LED driver IC 100 is required to reduce the voltage between input and output as much as possible. To that end, it is important to reduce the on resistance of the transistor 111 (or 112) forming the current distribution unit 110 and to reduce the wiring resistance to the constant current source farthest from the current distribution unit 110. In view of this, it is desirable to adopt the layout of FIG. 10 and FIG. 12 among the layouts of FIG. 9 to FIG. 12 mentioned above.
  • FIG. 14 is a diagram showing the terminal arrangement (7 pins) of the LED driver IC 100. As shown in FIG. Although the 16-pin HTS SOP package was taken as an example in FIG. 8 mentioned above, when the number of output channels is small, a package in which pins are derived in only one direction may be employed as shown in this figure. .
  • the SET 1 terminal (pin 1) and the SET 2 terminal (pin 2) are output current setting terminals for two channels.
  • the OUT1 terminal (pin 3) and the OUT2 terminal (pin 4) are current output terminals for two channels.
  • the GND terminal (pin 5) is a ground terminal.
  • the IN1 terminal (pin 6) is a power supply voltage input terminal and corresponds to the first input terminal IN1.
  • the IN2 terminal (7th pin) is a resistor connection terminal for power distribution, and corresponds to the above-mentioned second input terminal IN2.
  • the IN1 terminal and the IN2 terminal may be arranged adjacent to each other. However, the arrangement order of both terminals may be reversed. It is desirable that the two external terminals (IN1, IN2) be designed to have a high withstand voltage so as to withstand the connection to the power supply E.
  • FIG. 15 is an external view of a motorcycle.
  • A3 (more specifically, LED headlamp module A1, LED rear lamp module A2, and LED blinker lamp module A3) and a battery A4 serving as their power source.
  • FIG. 16 is an external view of a four-wheeled vehicle.
  • the four-wheeled vehicle B in this figure includes LED lamp modules B1 to BLED lamp modules B1 to B3 (more specifically, LED headlamp module B1, LED rear lamp module B2, and LED blinker lamp module B3), and the like. And a battery A4 serving as a power supply.
  • the mounting positions of the LED lamp modules A1 to A3 and B1 to B3 and the batteries A4 and B4 in the drawings may differ from the actual ones for convenience of illustration.
  • the LED lamp module 1 As described above, in the case of the LED lamp module 1 (see FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 6) using the LED driver IC 100 with the power consumption distribution function, the printed wiring board is unnecessarily enlarged. There is no need to Therefore, the LED lamp module 1 can be suitably used for any of the LED headlamp module A1 and B1, the LED rear lamp module A2 and B2, and the LED blinker lamp module A3 and B3 having a limited substrate area.
  • the first terminal for receiving the input of the first current from the power supply and the second terminal for receiving the input of the second current from the power supply via the external resistor may be provided on the first side of the package.
  • the first terminal may be provided at the end of the first side, and the second terminal may be provided adjacent to the first terminal.
  • the second terminal may be provided at the end of the first side, and the first terminal may be provided adjacent to the second terminal.
  • a third terminal connected to the power supply may be further provided on the first side.
  • a fourth terminal not connected to the power supply may be further provided on the first side.
  • the fifth terminal for outputting current to the load may be provided on a second side different from the first side among the four sides of the package.
  • the second side may be a side facing the first side.
  • a plurality of the fifth terminals may be provided.
  • the plurality of fifth terminals may be provided adjacent to each other.
  • the fifth terminal may be provided at an end of the second side.
  • a sixth terminal for connecting a ground end may be provided next to the fifth terminal.
  • a seventh terminal for heat dissipation may be provided on the back surface of the package.
  • the current distribution unit and the current drive unit may be separately disposed on the first side of the semiconductor chip and the second side opposite to the first side.
  • the plurality of constant current sources included in the current driver may be arranged in a direction along the second side in plan view of the semiconductor chip.
  • the current distribution unit is from the position adjacent to the constant current source closest to the third side of the semiconductor chip to the position adjacent to the constant current source farthest from the third side in a plan view of the semiconductor chip It is good to integrate between
  • a reference power supply unit that generates an internal reference voltage; It is preferable to integrate other circuit units including a CR timer unit for control, a protect bus control unit for exchanging abnormality signals with the outside of the apparatus, various protection circuits, and the like.
  • the current distribution unit may be integrated at a position sandwiched by the plurality of other circuit units.
  • At least a part of the other circuit portion may be integrated at a position sandwiched by the plurality of constant current sources.
  • the current distribution unit, the current drive unit, and the other circuit unit are disposed on the third side, and a control unit that generally controls the operation of the semiconductor chip, and an output supplied to a load
  • the current setting unit for setting the current value of the current may be disposed on the fourth side opposite to the third side.
  • the current setting unit may be provided at a position closer to the fourth side than the control unit.
  • a first pad connected to a source region may be disposed on the first side, and a pad connected to a drain region may be disposed on the third side.
  • the first wire connecting the first pad and the first terminal may be shorter than a second wire connecting the second pad and the second terminal.
  • the first wire extends from the first pad in a direction parallel to the third side and is connected to the first terminal
  • the second wire is the second pad It is preferable to extend in a direction parallel to the third side and connect to the second terminal.
  • the second terminal may be provided at one end of the one side, and the first terminal may be provided adjacent to the second terminal.
  • the first terminal may be provided at one end of the one side, and the second terminal may be provided adjacent to the first terminal.
  • a third terminal for connecting a ground end may be provided next to the first terminal or the second terminal.
  • the third terminal may be provided between the first terminal or the second terminal and a fourth terminal for outputting a current to a load.
  • a plurality of the fourth terminals may be provided.
  • the plurality of fourth terminals may be provided adjacent to each other.
  • the fifth terminal not connected to the power supply may be provided at the other end of the one side.
  • the configuration using the LED as the light emitting element is described as an example, but it is also possible to use, for example, an organic EL [electro-luminescence] element as the light emitting element.
  • the invention disclosed in the present specification can be used, for example, for a multi-channel LED driver IC incorporated in an LED lamp module for vehicles (for motorcycles and four-wheeled vehicles).
  • Circuit portion 200 Semiconductor chip 201 First side 202 Second side 203 Third side 204 Fourth side A Motorcycle (vehicle) B Four-wheeled vehicle (vehicle) A1, B1 LED headlamp module A2, B2 LED rear lamp module A3, B3 LED blinker lamp module A4, B4 battery D drain area E power (battery) IN1, IN2 input terminal L1 wiring (current path) OUT, OUT1 to OUT4 output terminals P11 pad (source pad) P12 pad (drain pad) P31, P32, P33, P34 Pad R External resistance S Source area W1, W2 Wire Z Load (LED light source) Z1-Z4 LED String

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Abstract

負荷駆動装置１００は、電源Ｅから第１入力電流Ｉｉｎ１の入力を受け付けるための第１入力端子ＩＮ１と、電源Ｅから外部抵抗Ｒ経由で第２入力電流Ｉｉｎ２の入力を受け付けるための第２入力端子ＩＮ２と、負荷Ｚに出力電流Ｉｏｕｔを出力するための出力端子ＯＵＴと、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２を所定の分配比率で足し合わせて出力電流Ｉｏｕｔを生成する電流分配部１１０と、前記分配比率を制御する制御部１２０と、を有する。例えば、制御部１２０は、第２入力端子ＩＮ２に現れる第１端子電圧Ｖｘと出力端子ＯＵＴに現れる第２端子電圧Ｖｙとの差分値（Ｖｘ－Ｖｙ）に応じて前記分配比率を制御するとよい。

Description

負荷駆動装置
　本明細書中に開示されている発明は、負荷駆動装置に関する。
　図１７は、負荷駆動装置の一従来例を示す図である。本従来例の負荷駆動装置Ｘは、電源Ｅから入力電圧Ｖｉｎの入力を受けて、負荷Ｚに出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔを出力する半導体集積回路装置（いわゆるドライバＩＣ）である。
　なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
特許第５８９７７６８号明細書
　図１８は、負荷駆動装置Ｘの出力挙動を示す図であり、上から順に、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係、入力電圧Ｖｉｎと出力電流Ｉｏｕｔとの関係、及び、入力電圧Ｖｉｎと消費電力Ｐｃとの関係が示されている。
　本図で示したように、負荷駆動装置Ｘは、入力電圧Ｖｉｎに依ることなく、出力電流Ｉｏｕｔが常に一定値となるように出力帰還制御を行う。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷Ｚの特性（例えば、負荷ＺがＬＥＤ［light　emitting　diode］である場合には、その順方向降下電圧）によって決定される。また、消費電力Ｐｃは、入出力電圧差（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）と出力電流Ｉｏｕｔとの積により求められる。
　従って、負荷駆動装置Ｘでは、入力電圧Ｖｉｎの上昇に伴って消費電力Ｐｃが増大し、その発熱量が大きくなる。そのため、負荷駆動装置Ｘを十分に放熱するためには、これを実装するプリント配線基板の面積を大きくしなければならず、小型のモジュールに組み込むことが難しかった。
　本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らが見出した上記の課題に鑑み、装置内部での消費電力を分散することのできる負荷駆動装置を提供することを目的とする。
　本明細書中に開示されている負荷駆動装置は、電源から第１入力電流の入力を受け付けるための第１入力端子と、前記電源から外部抵抗経由で第２入力電流の入力を受け付けるための第２入力端子と、負荷に出力電流を出力するための出力端子と、前記第１入力電流と前記第２入力電流を所定の分配比率で足し合わせて前記出力電流を生成する電流分配部と、前記分配比率を制御する制御部と、を有する構成（第１の構成）とされている。
　なお、上記第１の構成から成る負荷駆動装置において、前記電流分配部は、前記第１入力電流の流れる経路に第１トランジスタを含み、前記制御部は、前記第１トランジスタのオン抵抗値を制御する構成（第２の構成）にするとよい。
　また、上記第２の構成から成る負荷駆動装置において、前記電流分配部は、前記第２入力電流の流れる経路に第２トランジスタをさらに含み、前記制御部は、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタそれぞれのオン抵抗値を差動制御する構成（第３の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第３いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第２入力端子に現れる第１端子電圧と前記出力端子に現れる第２端子電圧との差分値に応じて前記分配比率を制御する構成（第４の構成）にするとよい。
　また、上記第４の構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第１端子電圧から第１差動入力電圧を生成する入力検出部と、前記第２端子電圧から第２差動入力電圧を生成する出力検出部と、前記第１差動入力電圧と前記第２差動入力電圧との差分値に応じて前記電流分配部の制御信号を生成する差動アンプと、を含む構成（第５の構成）にするとよい。
　また、上記第５の構成から成る負荷駆動装置において、前記入力検出部は、前記第１端子電圧から所定の閾値電圧を差し引いて前記第１差動入力信号を生成する構成（第６の構成）にするとよい。
　また、上記第５または第６の構成から成る負荷駆動装置において、前記出力検出部は、複数の前記第２端子電圧の最高値を前記第２差動入力信号として出力する構成（第７の構成）にするとよい。
　また、上記第５または第６の構成から成る負荷駆動装置において、前記出力検出部は、複数の前記第２端子電圧の平均値を前記第２差動入力信号として出力する構成（第８の構成）にしてもよい。
　また、上記第１～第３いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第２入力端子の端子電圧と所定の基準電圧との差分値に応じて前記分配比率を動的に制御する構成（第９の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第９いずれかの構成から成る負荷駆動装置は、前記出力電流の定電流制御を行う電流駆動部をさらに有する構成（第１０の構成）にするとよい。
　また、上記第１０の構成から成る負荷駆動装置において、前記電流分配部は、半導体チップの平面視において、前記半導体チップの第１辺側に集積化されており、前記電流駆動部は、前記半導体チップの前記第１辺と対向する第２辺側に集積化されている構成（第１１の構成）にするとよい。
　また、上記第１１の構成から成る負荷駆動装置において、前記電流駆動部は、前記電流分配部と複数設けられた前記出力端子との間にそれぞれ接続された複数の定電流源を含む構成（第１２の構成）にするとよい。
　また、上記第１２の構成から成る負荷駆動装置において、前記複数の定電流源は、前記半導体チップの平面視において、前記第２辺に沿う方向に配列されている構成（第１３の構成）にするとよい。
　また、上記第１３の構成から成る負荷駆動装置において、前記電流分配部は、前記半導体チップの平面視において、前記半導体チップの第３辺に最も近い定電流源に隣接する位置から、前記第３辺から最も遠い定電流源に隣接する位置までの間に集積化されている構成（第１４の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第１４いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記電源に接続される端子とこれに隣接する端子は、前記電源への接続に耐え得る耐圧を持つ構成（第１５の構成）にするとよい。
　また、上記第２の構成から成る負荷駆動装置において、前記第１トランジスタは、ソース領域と、前記ソース領域の直近に設けられて前記第１入力端子にワイヤボンディングされるソースパッドと、ドレイン領域と、前記ドレイン領域の直近に設けられて前記第２入力端子にワイヤボンディングされるドレインパッドと、を備える構成（第１６の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第１６いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記第１入力端子と前記第２入力端子は、互いに隣接して配列されている構成（第１７の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第１７いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記第１入力端子または前記第２入力端子の隣には、他の外部端子よりも高耐圧設計の容易な外部端子が配列されている構成（第１８の構成）にするとよい。
　また、上記した第１～第１８いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記第１入力端子は、前記電源から直接的に前記第１入力電流の入力を受け付ける構成（第１９の構成）にするとよい。
　また、上記した第１～第１９いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記分配比率を動的に制御する構成（第２０の構成）にするとよい。
　また、上記第１～第２０いずれかの構成から成る負荷駆動装置は、半導体装置に集積化されている構成（第２１の構成）にするとよい。
　また、上記第２の構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第１トランジスタのオン抵抗値を動的に制御する構成（第２２の構成）にするとよい。
　また、上記第３の構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタそれぞれのオン抵抗値を動的に差動制御する構成（第２３の構成）にするとよい。
　また、上記第４の構成から成る負荷駆動装置において、前記制御部は、前記第１端子電圧と前記第２端子電圧との差分値に応じて前記分配比率を動的に制御する構成（第２４の構成）にするとよい。
　また、本明細書中に開示されている電気機器は、上記第１～第２４いずれかの構成から成る負荷駆動装置と、前記負荷駆動装置の第１入力端子と第２入力端子との間に接続される外部抵抗と、前記負荷駆動装置の出力端子に接続される負荷と、を有する構成（第２５の構成）とされている。
　また、本明細書中に開示されているランプモジュールは、上記第１～第２４いずれかの構成から成る負荷駆動装置と、前記負荷駆動装置の第１入力端子と第２入力端子との間に接続される外部抵抗と、前記負荷駆動装置の出力端子に負荷として接続される光源と、を有する構成（第２６の構成）とされている。
　また、本明細書中に開示されている車両は、上記第２６の構成から成るランプモジュールと、前記ランプモジュールの電源となるバッテリと、を有する構成（第２７の構成）とされている。
　なお、上記第２７の構成から成る車両において、前記ランプモジュールは、ヘッドランプモジュール、リアランプモジュール、若しくは、ウィンカーランプモジュールである構成（第２８の構成）にするとよい。
　本明細書中に開示されている発明によれば、装置内部での消費電力を分散することのできる負荷駆動装置を提供することが可能となる。
負荷駆動装置を備えた電気機器の全体構成を示す図 ＬＥＤドライバＩＣの第１実施形態を示す図 第１実施形態における消費電力分散制御の一例を示す図 ＬＥＤドライバＩＣの第２実施形態を示す図 第２実施形態における消費電力分散制御の一例を示す図 ＬＥＤドライバＩＣの第３実施形態を示す図 第３実施形態における消費電力分散制御の一例を示す図 ＬＥＤドライバＩＣの端子配置（１６ピン）を示す図（第１例） ＬＥＤドライバＩＣの端子配置（１６ピン）を示す図（第２例） ＬＥＤドライバＩＣの端子配置（１６ピン）を示す図（第３例） ＬＥＤドライバＩＣの端子配置（１６ピン）を示す図（第４例） 半導体チップの第１レイアウトを示す図 半導体チップの第２レイアウトを示す図 半導体チップの第３レイアウトを示す図 半導体チップの第４レイアウトを示す図 電流分配部のパッド配置を示す図 ＬＥＤドライバＩＣの端子配置（７ピン）を示す図 自動二輪車の外観図 四輪車の外観図 負荷駆動装置の一従来例を示す図 従来例における出力挙動の一例を示す図
＜電気機器＞
　図１は、負荷駆動装置を備えた電気機器の全体構成を示す図である。本構成例の電気機器１は、負荷駆動装置１００と、これに外付けされる外部抵抗Ｒ及び負荷Ｚを有する。
　負荷駆動装置１００は、電源Ｅから入力電圧Ｖｉｎの入力を受けて、負荷Ｚに出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔを出力する半導体集積回路装置（いわゆるドライバＩＣ）であり、装置外部との電気的な接続を確立するために、第１入力端子ＩＮ１と、第２入力端子ＩＮ２と、出力端子ＯＵＴと、を有する。もちろん、負荷駆動装置１００には、必要に応じて、上記以外の外部端子を設けても構わない。
　外部抵抗Ｒの第１端は、電源Ｅの正極端（＝入力電圧Ｖｉｎの印加端）と負荷駆動装置１００の第１入力端子ＩＮ１に接続されている。電源Ｅの負極端は、接地端に接続されている。外部抵抗Ｒの第２端は、負荷駆動装置１００の第２入力端子ＩＮ２に接続されている。このように、外部抵抗Ｒは、負荷駆動装置１００の第１入力端子ＩＮ１と第２入力端子ＩＮ２との間に接続されている。なお、負荷駆動装置１００と外部抵抗Ｒは、いずれも共通のプリント配線基板上に実装してもよいし、或いは、それぞれを別々のプリント配線基板上に実装してもよい。また、外部抵抗Ｒは、単一の抵抗素子に限らず、複数の抵抗素子を直列または並列に接続した抵抗素子群であってもよい。
　負荷Ｚの第１端は、負荷駆動装置１００の出力端子ＯＵＴ（＝出力電圧Ｖｏｕｔの印加端）に接続されている。負荷Ｚの第２端は、接地端に接続されている。
＜負荷駆動装置＞
　引き続き、図１を参照しながら、負荷駆動装置１００の内部構成について説明する。負荷駆動装置１００は、先に述べた第１入力端子ＩＮ１、第２入力端子ＩＮ２、及び、出力端子ＯＵＴのほか、電流分配部１１０と、制御部１２０と、電流駆動部１３０と、を集積化して成る。
　第１入力端子ＩＮ１は、電源Ｅから直接的に第１入力電流Ｉｉｎ１の入力を受け付けるための外部端子である。
　第２入力端子ＩＮ２は、電源Ｅから外部抵抗Ｒ経由で第２入力電流Ｉｉｎ２の入力を受け付けるための外部端子である。
　出力端子ＯＵＴは、負荷Ｚに出力電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔを出力するための外部端子である。
　電流分配部１１０は、制御部１２０からの制御信号Ｓｃに基づき第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２を所定の分配比率で足し合わせて出力電流Ｉｏｕｔを生成する。
　制御部１２０は、第２入力端子ＩＮ２に現れる第１端子電圧Ｖｘと、出力端子ＯＵＴに現れる第２端子電圧Ｖｙとの差分値Ｖｘ－Ｖｙ（＝入出力端子間の電圧降下に相当）を連続的に検出し、その検出値が所定の上限値を超えないように制御信号Ｓｃを生成することで、上記の分配比率を動的に制御する。具体的に述べると、差分値Ｖｘ－Ｖｙが所定の上限値に達するまでは、基本的に第１入力電流Ｉｉｎ１のみを流して第２入力電流Ｉｉｎ２を遮断する一方、差分値Ｖｘ－Ｖｙが所定の上限値に達して以降は、第１入力電流Ｉｉｎ１を減らして第２入力電流Ｉｉｎ２を増やすように、上記の分配比率が自動的かつスムーズに調整される。なお、第２端子電圧Ｖｙの検出については、これを割愛することも可能である。このような変形例については、後出の第３実施形態（図６）で詳細に説明する。
　電流駆動部１３０は、出力電流Ｉｏｕｔの定電流制御を行う。すなわち、電流駆動部１３０は、入力電圧Ｖｉｎに依ることなく、出力電流Ｉｏｕｔが常に一定値となるように、その出力帰還制御を行う。
　このように、本構成例の負荷駆動装置１００は、例えば、入力電圧Ｖｉｎの上昇時において、従来、装置内部で消費されていた過剰電力の一部を、装置外部（入力側）に設けられた外部抵抗Ｒにより意図的に損失させる機能（以下では「消費電力分散機能」と呼ぶ）を備えている。
　当該構成を採用すれば、装置内部の消費電力を常に所定の上限値以下に保つことができるので、負荷駆動装置１００の発熱を抑制することが可能となる。従って、負荷駆動装置１００の許容損失に十分な余裕ができ、これを実装するプリント配線基板の面積を不必要に大きくする必要がなくなるので、小型のモジュールへの組み込みも容易となる。
　また、負荷駆動装置１００の入力ダイナミックレンジ（＝入力電圧Ｖｉｎの入力可能範囲）が広がるので、例えば、入力電圧Ｖｉｎの不安定なバッテリを電源Ｅとして用いることも可能となる。
　また、本構成例の負荷駆動装置１００であれば、装置内部に過剰電力が掛からなくなるので、内部素子に加わるストレスを軽減し、信頼性の向上や製品の高寿命化に寄与することが可能となる。
　なお、ディスクリート素子である外部抵抗Ｒは、半導体素子である負荷駆動装置１００と比べて熱耐性が高いので、多少の発熱があっても特段の支障は生じない。
　以下、種々の実施形態では、多チャンネルＬＥＤドライバＩＣへの適用例を挙げて、より具体的に説明する。
＜第１実施形態＞
　図２は、ＬＥＤドライバＩＣの第１実施形態を示す図である。本実施形態では、先に説明した電気機器１がＬＥＤランプモジュールとして構成されており、負荷駆動装置１００は、出力端子ＯＵＴ１～ＯＵＴ４を備えた４チャンネルのＬＥＤドライバＩＣとして構成されている。また、電源Ｅとしては、バッテリが用いられており、負荷Ｚとしては、ＬＥＤストリングＺ１～Ｚ４を並列に備えたＬＥＤ光源が用いられている。
　そこで、以下では、先出の電気機器１、負荷駆動装置１００、電源Ｅ、並びに、負荷Ｚを、それぞれ、ＬＥＤランプモジュール１、ＬＥＤドライバＩＣ１００、バッテリＥ、並びに、ＬＥＤ光源Ｚと読み替えて、詳細な説明を行う。
　なお、ＬＥＤドライバＩＣ１００は、その駆動対象となるＬＥＤ光源Ｚと共にＬＥＤランプモジュール１として提供されるものであってもよいし、或いは、ＬＥＤ光源Ｚとは独立にＩＣ単体として提供されるものであってもよい。
　まず、ＬＥＤドライバＩＣ１００の構成要素のうち、電流分配部１１０について説明する。電流分配部１１０は、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２の分配比率を動的に差動制御する手段として、Ｐチャネル型ＭＯＳ［metal　oxide　semiconductor］電界効果トランジスタ１１１及び１１２を含む。なお、トランジスタ１１１は、第１入力電流Ｉｉｎ１の流れる経路（＝直接パス）に設けられた第１トランジスタに相当する。一方、トランジスタ１１２は、第２入力電流Ｉｉｎ２の流れる経路（＝損失パス）に設けられた第２トランジスタに相当する。
　それぞれの接続関係について具体的に説明する。トランジスタ１１１のソースとバックゲートは、第１入力端子ＩＮ１（＝第１入力電流Ｉｉｎ１の入力端）に接続されている。トランジスタ１１２のソースとバックゲートは、第２入力端子ＩＮ２（＝第２入力電流Ｉｉｎ２の入力端）に接続されている。トランジスタ１１１及び１１２それぞれのドレインは、互いに接続されており、その接続ノードは、出力電流Ｉｏｕｔの出力端として、後段の電流駆動部１３０に接続されている。
　また、トランジスタ１１１のゲートには、第１制御信号Ｓｃ１が入力されている。従って、第１制御信号Ｓｃ１が高いほど、トランジスタ１１１のオン抵抗値が大きくなり、第１入力電流Ｉｉｎ１が減少する。逆に、第１制御信号Ｓｃ１が低いほど、トランジスタ１１１のオン抵抗値が小さくなり、第１入力電流Ｉｉｎ１が増大する。
　一方、トランジスタ１１２のゲートには、第２制御信号Ｓｃ２が入力されている。従って、第２制御信号Ｓｃ２が高いほど、トランジスタ１１２のオン抵抗値が大きくなり、第２入力電流Ｉｉｎ２が減少する。逆に、第２制御信号Ｓｃ２が低いほど、トランジスタ１１２のオン抵抗値が小さくなり、第２入力電流Ｉｉｎ２が増大する。
　なお、トランジスタ１１１及び１１２それぞれのゲート・ソース間には、電圧クランプ素子を接続してもよい。
　次に、制御部１２０について説明する。制御部１２０は、入力検出部１２１と、出力検出部１２２と、差動アンプ１２３と、を含み、先出の制御信号Ｓｃとして、第１制御信号Ｓｃ１と第２制御信号Ｓｃ２を生成することにより、トランジスタ１１１及び１１２のオン抵抗値を動的に差動制御する。
　入力検出部１２１は、第２入力端子ＩＮ２と接地端との間に直列接続された抵抗１２１ａと電流源１２１ｂを含み、第２入力端子ＩＮ２に現れる第１端子電圧Ｖｘから所定の閾値電圧Ｖｔｈ（＝抵抗１２１ａの両端間電圧）を差し引いた第１差動入力電圧Ｖｘ’（＝Ｖｘ－Ｖｔｈ）を生成する。なお、閾値電圧Ｖｔｈを任意に調整するためには、例えば、電流源１２１ｂとして可変電流源を用いることが望ましい。
　出力検出部１２２は、出力端子ＯＵＴ１～ＯＵＴ４それぞれに現れる第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４（先出の第２端子電圧Ｖｙに相当）から第２差動入力電圧Ｖｙ’を生成する。なお、第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４は、それぞれ、ＬＥＤストリングＺ１～Ｚ４毎の順方向降下電圧によって決定される。
　例えば、出力検出部１２２は、第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４の最高値を第２差動入力電圧Ｖｙ’として出力する構成にするとよい。このような構成であれば、第１差動入力電圧Ｖｘ’が第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４の最高値に達するまで、先述の消費電力分散機能は働かない。従って、ＬＥＤストリングＺ１～Ｚ４毎のＬＥＤ直列段数や順方向降下電圧にばらつきがあっても、その全てを確実に点灯させることが可能となる。
　また、例えば、出力検出部１２２は、第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４の平均値を第２差動入力電圧Ｖｙ’として出力する構成としてもよい。このような構成であれば、第１差動入力電圧Ｖｘ’が第２端子電圧Ｖｙ１～Ｖｙ４の平均値に達した時点で、先述の消費電力分散機能が働き始める。従って、ＬＥＤストリングＺ１～Ｚ４毎のＬＥＤ直列段数や順方向降下電圧にばらつきがあっても、それぞれに過大な電圧が印加されにくくなる。
　差動アンプ１２３は、非反転入力端（＋）に入力される第１差動入力電圧Ｖｘ’と、反転入力端（－）に入力される第２差動入力電圧Ｖｙ’との差分値Ｖｘ’－Ｖｙ’に応じて第１制御信号Ｓｃ１及び第２制御信号Ｓｃ２を生成する。なお、差動アンプ１２３の入力段には、静電保護素子を接続してもよい。
　差動アンプ１２３の動作について具体的に述べる。Ｖｘ’－Ｖｙ’≦０（すなわち、Ｖｘ－Ｖｙ≦Ｖｔｈ）であるときには、差動アンプ１２３の反転出力端（－）から出力される第１制御信号Ｓｃ１がローレベルに張り付き、差動アンプ１２３の非反転出力端（＋）から出力される第２制御信号Ｓｃ２がハイレベルに張り付く。従って、電流分配部１１０は、トランジスタ１１１がフルオンされて、トランジスタ１１２がフルオフされた状態、すなわち、直接パスの第１入力電流Ｉｉｎ１のみを流して、損失パスの第２入力電流Ｉｉｎ２を遮断した状態となる。
　一方、Ｖｘ’－Ｖｙ’＞０（すなわち、Ｖｘ－Ｖｙ＞Ｖｔｈ）になると、ローレベルに張り付いていた第１制御信号Ｓｃ１が上昇し、ハイレベルに張り付いていた第２制御信号Ｓｃ２が低下するので、トランジスタ１１１のオン抵抗値が最低値から引き上げられて、トランジスタ１１２のオン抵抗値が最高値から引き下げられる。その結果、電流分配部１１０では、第１入力電流Ｉｉｎ１を減らして、第２入力電流Ｉｉｎ２を増やすように、それぞれの分配比率が自動的かつスムーズに調整される。
　このように、制御部１２０では、第１端子電圧Ｖｘと第２端子電圧Ｖｙとの差分値Ｖｘ－Ｖｙに応じて、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２の分配比率が動的に差動制御される。
　次に、電流駆動部１３０について説明する。電流駆動部１３０は、互いに並列接続された定電流源１３１～１３４を含む。定電流源１３１～１３４は、それぞれ、所定の定電流Ｉ１～Ｉ４を生成し、これを出力端子ＯＵＴ１～ＯＵＴ４に出力する。従って、電流分配部１１０から電流駆動部１３０に供給される出力電流Ｉｏｕｔは、全ての定電流Ｉ１～Ｉ４を足し合わせた合算電流（Ｉｏｕｔ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）となる。なお、本図では明示されていないが、電流駆動部１３０は、定電流Ｉ１～Ｉ４それぞれの出力帰還制御を行う主体として、ロジック部などを含んでいてもよい。
　図３は、第１実施形態（図２）のＬＥＤドライバＩＣ１００における消費電力分散制御の一例を示す図であり、上から順番に、入力電圧Ｖｉｎと各種電圧（Ｖｘ，Ｖｙ）との関係、入力電圧Ｖｉｎと各種電流（Ｉｉｎ１，Ｉｉｎ２，Ｉｏｕｔ）との関係、及び、入力電圧Ｖｉｎと各種消費電力（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ）との関係が示されている。なお、Ｐｃ１は、ＬＥＤドライバＩＣ１００で消費される内部消費電力を示しており、Ｐｃ２は、外部抵抗Ｒで消費される外部消費電力を示している。また、Ｐｃは、従来の消費電力（＝消費電力分散制御を行わない場合の内部消費電力に相当）を示している。
　第１の電圧範囲（０≦Ｖｉｎ＜Ｖ１１）では、入力電圧Ｖｉｎの上昇に伴い、第１端子電圧Ｖｘと第２端子電圧Ｖｙがそれぞれ上昇していく。ただし、第１の電圧範囲では、第２端子電圧ＶｙがＬＥＤ光源Ｚの順方向降下電圧（より正確にはＬＥＤストリングＺ１～Ｚ４それぞれの順方向降下電圧の最低値）を上回っていないので、出力電流Ｉｏｕｔが流れない。従って、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２は、いずれもゼロ値のままであり、内部消費電力Ｐｃ１と外部消費電力Ｐｃ２も共にゼロ値となる。
　第２の電圧範囲（Ｖ１１≦Ｖｉｎ＜Ｖ１２）では、第２端子電圧ＶｙがＬＥＤ光源Ｚの順方向降下電圧よりも高くなり、出力電流Ｉｏｕｔが増大し始める。ただし、第２の電圧範囲では、Ｖｘ－Ｖｙ＜Ｖｔｈであるから、消費電力分散機能が働かず、第２入力電流Ｉｉｎ２は流れない。従って、出力電流Ｉｏｕｔは、第１入力電流Ｉｉｎ１により全て賄われる。その結果、内部消費電力Ｐｃ１は増大し始めるが、外部消費電力Ｐｃ２はゼロ値に維持される。
　第３の電圧範囲（Ｖ１２≦Ｖｉｎ＜Ｖ１３）では、出力電流Ｉｏｕｔが目標値（例えば４５０ｍＡ）に達して第２端子電圧Ｖｙの上昇が止まるので、入力電圧Ｖｉｎの上昇に伴い、第１端子電圧Ｖｘと第２端子電圧Ｖｙとの差が開き始める。ただし、第３の電圧範囲では、未だＶｘ－Ｖｙ＜Ｖｔｈであるから、先に説明した第２の電圧範囲と同様、消費電力分散機能が働かず、第２入力電流Ｉｉｎ２は流れない。従って、内部消費電力Ｐｃ１がさらに増大する一方、外部消費電力Ｐｃ２はゼロ値に維持されたままとなる。
　第４の電圧範囲（Ｖ１３≦Ｖｉｎ＜Ｖ１４）では、Ｖｘ－Ｖｙ＞Ｖｔｈとなり、消費電力分散機能が働き始める。より具体的に述べると、第４の電圧範囲では、Ｖｘ－Ｖｙ＝Ｖｔｈとなるようにトランジスタ１１１及び１１２が動作し、入力電圧Ｖｉｎが高いほど、第１入力電流Ｉｉｎ１を減らして第２入力電流Ｉｉｎ２を増やすように、それぞれの分配比率が自動的かつスムーズに調整される。
　このような消費電力分散機能を具備することにより、バッテリＥから供給される過剰電力の一部を、外部消費電力Ｐｃ２として意図的に損失させることができる。従って、内部消費電力Ｐｃ１をほぼ一定値（従来の１／６程度）に保つことが可能となり、延いては、ＬＥＤドライバＩＣ１００を実装するプリント配線基板の小型化や、ＬＥＤドライバＩＣ１００の大電流出力化を実現することが可能となる。
　特に、バッテリＥを電源とするＬＥＤモジュール１では、入力電圧Ｖｉｎが不安定となりやすく、ＬＥＤドライバＩＣ１００の許容損失を超過するおそれが高いので、消費電力分散機能により、内部消費電力Ｐｃ１をレギュレートすることは、非常に有効である。
　また、本図で示したように、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２とを足し合わせて生成される出力電流Ｉｏｕｔの特性は、従来（図１８）のそれと同等である。従って、消費電力分散機能の導入に際し、電流駆動部１３０を再設計する必要はない。
＜第２実施形態＞
　図４は、ＬＥＤドライバＩＣの第２実施形態を示す図である。本実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００では、先出の第１実施形態（図２）をベースとしつつ、電流分配部１１０のトランジスタ１１２が割愛されており、制御部１２０では、第１制御信号Ｓｃ１のみを用いることにより、トランジスタ１１１のオン抵抗値が動的に制御される。本構成によれば、第１実施形態とほぼ同等の消費電力分散機能を簡易に実装することが可能となる。
　図５は、第２実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００における消費電力分散制御の一例を示す図であり、先の図３と同様、上から順に、入力電圧Ｖｉｎと各種電圧（Ｖｘ，Ｖｙ）との関係、入力電圧Ｖｉｎと各種電流（Ｉｉｎ１，Ｉｉｎ２，Ｉｏｕｔ）との関係、並びに、入力電圧Ｖｉｎと各種消費電力（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ）との関係が示されている。
　本実施形態の基本動作は、先に述べた通りであり、図３の電圧値Ｖ１１～Ｖ１４をそれぞれ、本図の電圧値Ｖ２１～Ｖ２４と読み替えて理解すれば足りる。
　なお、本実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００では、トランジスタ１１２が割愛されているので、消費電力分散機能が働かない入力電圧範囲（Ｖ２１＜Ｖｉｎ＜Ｖ２３）でも、損失パスに第２入力電流Ｉｉｎ２が流れ、その分だけ第１入力電流Ｉｉｎ１が減少する。
　ただし、フルオン時におけるトランジスタ１１１のオン抵抗値（０．５Ω程度）に対して、外部抵抗Ｒの抵抗値を十分に大きい値（１０Ω程度）に設定しておけば、第２入力電流Ｉｉｎ２を十分に絞ることができるので、ＬＥＤドライバＩＣ１００の動作に支障を生じることはない。
＜第３実施形態＞
　図６は、ＬＥＤドライバＩＣの第３実施形態を示す図である。本実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００では、先出の第１実施形態（図２）をベースとしつつ、制御部１２０の入力検出部１２１と出力検出部１２２がいずれも割愛されており、制御部１２０では、第１端子電圧Ｖｘと所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの差分値Ｖｘ－Ｖｒｅｆに応じて、第１入力電流Ｉｉｎ１と第２入力電流Ｉｉｎ２との分配比率が動的に制御される。本構成によれば、第１実施形態とほぼ同等の消費電力分散機能を簡易に実装することが可能となる。
　なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、第２端子電圧Ｖｙの想定値よりも先出の閾値電圧Ｖｔｈだけ高い電圧値に設定すればよい。
　図７は、第３実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００における消費電力分散制御の一例を示す図であり、先の図３と同様、上から順に、入力電圧Ｖｉｎと各種電圧（Ｖｘ，Ｖｙ）との関係、入力電圧Ｖｉｎと各種電流（Ｉｉｎ１，Ｉｉｎ２，Ｉｏｕｔ）との関係、並びに、入力電圧Ｖｉｎと各種消費電力（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ）との関係が示されている。
　本実施形態の基本動作は、先に述べた通りであり、図３の電圧値Ｖ１１～Ｖ１４をそれぞれ、本図の電圧値Ｖ３１～Ｖ３４と読み替えて理解すれば足りる。
　ただし、本実施形態のＬＥＤドライバＩＣ１００では、差分値Ｖｘ－Ｖｙと閾値電圧Ｖｔｈとの比較結果ではなく、第１端子電圧Ｖｘと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較結果に応じて消費電力分散機能の有効／無効が切り替えられる。従って、第１実施形態における説明のうち、「Ｖｘ－Ｖｙ＜Ｖｔｈ」については「Ｖｘ＜Ｖｒｅｆ」に読み替えればよく、「Ｖｘ－Ｖｙ＞Ｖｔｈ」については「Ｖｘ＞Ｖｒｅｆ」に読み替えればよい。
　また、本実施形態では、第１実施形態（図２）をベースとした例を挙げたが、第２実施形態（図４）をベースとしても構わない。すなわち、本実施形態のＬＥＤモジュール１において、電流分配部１１０のトランジスタ１１２をさらに割愛することも任意である。
＜端子配置（１６ピン）＞
　図８Ａ～図８Ｄは、それぞれ、ＬＥＤドライバＩＣ１００の端子配置（１６ピン）を示す図である。各図のＬＥＤドライバＩＣ１００は、パッケージとして１６ピンのＨＴＳＳＯＰ［heat-sink　thin　shrink　small　outline　package］を採用している。本パッケージでは、対向する２辺から２方向（＝紙面左右方向）に８本ずつ、合計１６本のピンが導出されている。以下、基本的には、図８Ａを参照しながら、端子配置の説明を行う。
　ＶＩＮＲＥＳ端子（１ピン）は、電力分散用抵抗接続端子であり、先の第２入力端子ＩＮ２に相当する。ＶＩＮ端子（２ピン）は、電源電圧入力端子であり、先の第１入力端子ＩＮ１に相当する。ＰＢＵＳ端子（３ピン）は、異常状態フラグ出力／出力電流オフ制御入力端子である。ＣＲＴ端子（４ピン）とＤＩＳＣ端子（５ピン）は、ＣＲタイマ設定端子である。ＭＳＥＴ１端子（６ピン）とＭＳＥＴ２端子（１１）は、モード設定端子である。ＳＥＴ１端子（７ピン）、ＳＥＴ２端子（８ピン）、ＳＥＴ３端子（１０ピン）、並びに、ＳＥＴ４端子（９ピン）は、４チャンネル分の出力電流設定端子である。ＧＮＤ端子（１２ピン）は、接地端子である。ＯＵＴ１端子（１６ピン）、ＯＵＴ２端子（１５ピン）、ＯＵＴ３端子（１４ピン）、並びに、ＯＵＴ４端子（１３ピン）は、４チャンネル分の電流出力端子である。破線のＥＸＰ－ＰＡＤ端子は、放熱パッドとして機能する。
　ＶＩＮＲＥＳ端子とＶＩＮ端子は、図８Ａ～図８Ｄで示すように、互いに隣接して配列するとよい。ただし、図８Ａと図８Ｂ（または図８Ｄ）を比べれば分かるように、両端子の配列順序は逆でも構わない。同様に、ＣＲＴ端子とＤＩＳＣ端子は、図８Ａ～図８Ｄで示すように、互いに隣接して配列するとよい。ただし、図８Ａと図８Ｃ（または図８Ｄ）を比べれば分かるように、両端子の配列順序は逆でも構わない。
　なお、上記４本の外部端子（ＶＩＮＲＥＳ、ＶＩＮ、ＣＲＴ、及び、ＤＩＳＣ）は、いずれも、電源Ｅ（バッテリ）に接続される。従って、これら４本の外部端子（ＶＩＮＲＥＳ、ＶＩＮ、ＣＲＴ、及び、ＤＩＳＣ）は、電源Ｅへの接続に耐え得るように、他の外部端子よりも高耐圧設計としておくことが望ましい。
　一方、上記４本以外の外部端子（ＰＢＵＳ、ＧＮＤ、ＭＳＥＴ１及びＭＳＥＴ２、ＳＥＴ１～ＳＥＴ４、並びに、ＯＵＴ１～ＯＵＴ４）は、電源Ｅに接続されない。従って、これらの外部端子（ＰＢＵＳ、ＧＮＤ、ＭＳＥＴ１及びＭＳＥＴ２、ＳＥＴ１～ＳＥＴ４、並びに、ＯＵＴ１～ＯＵＴ４）は、基本的に他の外部端子よりも低耐圧設計で足りる。
　ただし、上記４本の外部端子（ＶＩＮＲＥＳ、ＶＩＮ、ＣＲＴ、及び、ＤＩＳＣ）と隣接する外部端子（ＰＢＵＳ、ＭＳＥＴ１）については、隣接端子間ショート対策として、他の外部端子よりも高耐圧設計としておくことが望ましい。
　すなわち、上記４本の外部端子（ＶＩＮＲＥＳ、ＶＩＮ、ＣＲＴ、及び、ＤＩＳＣ）と隣接する外部端子としては、高耐圧設計が比較的容易な外部端子（例えばＰＢＵＳ、ＭＳＥＴ１、または、ＭＳＥＴ２）を選択することが望ましい。
＜チップレイアウト＞
　図９～図１２は、それぞれ、ＬＥＤドライバＩＣ１００に封止される半導体チップのレイアウト例を示す図である。半導体チップ２００は、その平面視において、矩形状に切り出された部材であり、先に説明した電流分配部１１０、制御部１２０、及び、電流駆動部１３０のほかに、各チャンネルの定電流Ｉ１～Ｉ４を設定する電流設定部１４０や他回路部１５０（基準電源部、ＣＲタイマ部、プロテクトバス制御部、各種保護回路など）が集積化されている。
　なお、以下の説明では、半導体チップ２００の外縁を形成する４つの辺について、紙面上における左辺を第１辺２０１とし、これと対向する右辺を第２辺２０２とし、上辺を第３辺２０３とし、これと対向する下辺を第４辺２０４として定義する。
　本レイアウトにおいて、電流分配部１１０は、半導体チップ２００の平面視において、半導体チップ２００の第１辺２０１側（＝電流駆動部１３０よりも第１辺２０１寄り）に集積化されている。なお、本レイアウトでは、電流分配部１１０のパッドＰ１１（＝第１入力端子ＩＮ１にワイヤボンディングされるトランジスタ１１１のソースパッドに相当）が第１辺２０１近傍に設けられており、パッドＰ１２（＝第２入力端子ＩＮ２にワイヤボンディングされるトランジスタ１１１のドレインパッドに相当）が第３辺２０３近傍に設けられている。このようなパッド配置については、後ほど詳述する。
　一方、本レイアウトにおいて、電流駆動部１３０は、半導体チップ２００の平面視において、半導体チップ２００の第２辺側２０２側（＝電流分配部１１０よりも第２辺２０２寄り）に集積化されている。
　すなわち、電流分配部１１０と電流駆動部１３０は、半導体チップ２００の第１辺２０１側と第２辺側２０２にそれぞれ分離して配置されている。
　このようなチップレイアウトを採用すれば、ＬＥＤドライバＩＣ１００に設けられる複数のピンのうち、電源入力側のピン（例えば、図８の１ピン、２ピン、４ピン、５ピン）を半導体チップ２００の第１辺２０１側に集めて第１方向に延出する一方、電源出力側のピン（例えば、図８の１３ピン～１６ピン）を半導体チップ２００の第２辺２０２側に集めて上記の第１方向とは反対向きの第２方向に延出することができる。その結果、電源入力側のピンに接続される配線と、電源出力側のピンに接続される配線が互いに交差しなくなるので、ＬＥＤドライバＩＣ１００が搭載されるＰＣＢ［printed　circuit　board］のレイアウトを簡易化することが可能となる。
　また、電流駆動部１３０は、先出の図２などでも示したように、電流分配部１１０と出力端子ＯＵＴ１～ＯＵＴ４との間にそれぞれ接続された定電流源１３１～１３４を含む。特に、本レイアウトにおいて、定電流源１３１～１３４は、半導体チップ２００の平面視において、第２辺２０２に沿う方向（＝ｘ軸方向）に配列されている。なお、定電流源１３１～１３４それぞれのパッドＰ３１～Ｐ３４（＝出力端子ＯＵＴ１～ＯＵＴ４にそれぞれワイヤボンディングされる出力パッド）は、いずれも第２辺２０２近傍に設けられている。また、図１２で示すように、定電流源１３１～１３４の相互間には、他回路部１５０が介在してもよい。
　ここで、電流分配部１１０は、半導体チップ２００の平面視において、半導体チップ２００の第３辺２０３に最も近い定電流源１３１に隣接する位置（図９を参照）から、第３辺２０３から最も遠い定電流源１３４に隣接する位置（図１１を参照）までの間に集積化すればよく、より好ましくは、定電流源１３１～１３４の配列方向（ｘ軸方向）における両端間の中央位置近傍（図１０や図１２を参照）に集積化することが望ましい。
　特に、図１０や図１２のレイアウトによれば、図９や図１１のレイアウトと比べて、電流分配部１１０から定電流源１３１～１３４に敷設された配線Ｌ１の抵抗成分について、その最大値（＝電流分配部１１０から最も離れた定電流源への配線抵抗）を低減することができる。
　例えば、図９のレイアウトであれば、電流分配部１１０と隣接する定電流源１３１への配線抵抗を最小限に抑えられるが、電流分配部１１０から最も遠い定電流源１３４への配線抵抗が非常に大きくなってしまう。逆に、図１１のレイアウトでは、電流分配部１１０と隣接する定電流源１３４への配線抵抗を最小限に抑えられるが、電流分配部１１０から最も遠い定電流源１３１への配線抵抗が非常に大きくなってしまう。
　一方、図１０や図１２のレイアウトによれば、図９や図１１のレイアウトと比べて、電流分配部１１０から最も離れた定電流源１３１及び１３４への配線長を短縮することができるので、その配線抵抗を低減することが可能となる。
　なお、ＬＥＤドライバＩＣ１００には、その入出力間電圧をできるだけ低減することが要求されている。そのためには、電流分配部１１０を形成するトランジスタ１１１（または１１２）のオン抵抗を下げるほか、電流分配部１１０から最も離れた定電流源への配線抵抗を低減することが重要となる。これを鑑みると、先出の図９～図１２のレイアウトのうち、特に、図１０や図１２のレイアウトを採用することが望ましいと言える。
＜パッド配置＞
　図１３は、図４の電流分配部１１０（＝トランジスタ１１１）におけるパッドの配置を示す図である。本図で示すように、トランジスタ１１１は、ソース領域Ｓと、ソース領域Ｓの直近に設けられてＶＩＮ端子（＝第１入力端子ＩＮ１）にワイヤ１でボンディングされるソースパッドＰ１１と、ドレイン領域Ｄと、ドレイン領域Ｄの直近に設けられてＶＩＮＲＥＳ端子（＝第２入力端子ＩＮ２）にワイヤＷ２でボンディングされるドレインパッドＰ１２と、を備える。
　このように、トランジスタ１１１のソースパッドＰ１１及びドレインパッドＰ１２については、半導体チップ２００内での配線を不必要に長く引き回すことなく、ソース領域Ｓ及びドレイン領域Ｄそれぞれの直近に設け、各パッドからリードフレーム（＝ＶＩＮ端子やＶＩＮＲＥＳ端子）にワイヤボンディングを行うことが望ましい。
＜端子配置（７ピン）＞
　図１４は、ＬＥＤドライバＩＣ１００の端子配置（７ピン）を示す図である。先出の図８では、１６ピンのＨＴＳＳＯＰパッケージを例に挙げたが、出力チャンネル数が少ない場合には、本図のように、一方向のみにピンが導出されたパッケージを採用してもよい。
　なお、ＳＥＴ１端子（１ピン）とＳＥＴ２端子（２ピン）は、２チャンネル分の出力電流設定端子である。ＯＵＴ１端子（３ピン）とＯＵＴ２端子（４ピン）は、２チャンネル分の電流出力端子である。ＧＮＤ端子（５ピン）は、接地端子である。ＩＮ１端子（６ピン）は、電源電圧入力端子であり、先の第１入力端子ＩＮ１に相当する。ＩＮ２端子（７ピン）は、電力分散用抵抗接続端子であり、先の第２入力端子ＩＮ２に相当する。
　ＩＮ１端子とＩＮ２端子は、隣接して配列するとよい。ただし、両端子の配列順序は逆でも構わない。なお、これら２本の外部端子（ＩＮ１、ＩＮ２）は、電源Ｅへの接続に耐え得るように高耐圧設計としておくことが望ましい。
　一方、上記２本以外の外部端子（ＳＥＴ１、ＳＥＴ２、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＧＮＤ）は、基本的に低耐圧設計で足りる。ただし、上記２本の外部端子（ＩＮ１、ＩＮ２）と隣接する外部端子（ＧＮＤ）については、隣接端子間ショート対策として、高耐圧設計としておくことが望ましい。
　すなわち、上記２本の外部端子（ＩＮ１、ＩＮ２）と隣接する外部端子としては、高耐圧設計が比較的容易な外部端子（例えばＧＮＤ）を選択することが望ましい。
＜車両（自動二輪車、四輪車）＞
　図１５は、自動二輪車の外観図である。本図の自動二輪車Ａは、いわゆる中型二輪（＝日本の道路交通法において、排気量５０ｃｃ超４００ｃｃ以下の車両区分に属する普通自動二輪車に相当）と呼ばれる車両の一種であり、ＬＥＤランプモジュールＡ１～Ａ３（より具体的には、ＬＥＤヘッドランプモジュールＡ１、ＬＥＤリアランプモジュールＡ２、及び、ＬＥＤウィンカーランプモジュールＡ３）と、それらの電源となるバッテリＡ４とを有する。
　また、図１６は、四輪車の外観図である。本図の四輪車Ｂは、ＬＥＤランプモジュールＢ１～ＢＬＥＤランプモジュールＢ１～Ｂ３（より具体的には、ＬＥＤヘッドランプモジュールＢ１、ＬＥＤリアランプモジュールＢ２、及び、ＬＥＤウィンカーランプモジュールＢ３）と、それらの電源となるバッテリＡ４と、を有する。
　なお、各図におけるＬＥＤランプモジュールＡ１～Ａ３及びＢ１～Ｂ３、並びに、バッテリＡ４及びＢ４の搭載位置については、図示の便宜上、実際と異なる場合がある。
　これまでに説明してきた通り、消費電力分散機能付きのＬＥＤドライバＩＣ１００を用いたＬＥＤランプモジュール１（図２、図４、図６を参照）であれば、そのプリント配線基板を不必要に大型化する必要がない。従って、基板面積に制約のあるＬＥＤヘッドランプモジュールＡ１及びＢ１、ＬＥＤリアランプモジュールＡ２及びＢ２、並びに、ＬＥＤウィンカーランプモジュールＡ３及びＢ３のいずれにも、ＬＥＤランプモジュール１を好適に用いることができる。
＜付記Ａ＞
　先出の図８Ａ～図８Ｄについて付記する。電源から第１電流の入力を受け付けるための第１端子と、前記電源から外部抵抗経由で第２電流の入力を受け付けるための第２端子については、いずれもパッケージの第１辺に設けるとよい。
　なお、前記第１端子を前記第１辺の端に設け、前記第２端子を前記第１端子に隣接して設けるとよい。
　或いは、前記第２端子を前記第１辺の端に設け、前記第１端子を前記第２端子に隣接して設けてもよい。
　また、前記第１辺には、前記第１端子及び前記第２端子のほかに、前記電源に接続される第３端子をさらに設けてもよい。
　また、前記第１辺には、前記第１端子～前記第３端子のほかに、前記電源に接続されない第４端子をさらに設けてもよい。
　また、負荷に電流を出力するための第５端子は、前記パッケージの４つの辺のうち、前記第１辺とは異なる第２辺に設けるとよい。
　なお、前記第２辺は、前記第１辺と対向する辺であるとよい。
　また、前記第５端子は、複数設けてもよい。
　また、複数の前記第５端子は、互いに隣接して設けるとよい。
　また、前記第５端子は、前記第２辺の端に設けるとよい。
　また、前記第５端子の隣には、接地端を接続するための第６端子を設けるとよい。
　また、前記パッケージの裏面には、放熱用の第７端子を設けるとよい。
＜付記Ｂ＞
　次に、先出の図９～図１３について付記する。電流分配部と電流駆動部は、半導体チップの第１辺側と、これに対向する第２辺側とにそれぞれ分離して配置するとよい。
　なお、前記電流駆動部に含まれる複数の定電流源は、前記半導体チップの平面視において、前記第２辺に沿う方向に配列するとよい。
　また、前記電流分配部は、前記半導体チップの平面視において、前記半導体チップの第３辺に最も近い定電流源に隣接する位置から、前記第３辺から最も遠い定電流源に隣接する位置までの間に集積化するとよい。
　また、前記半導体チップの平面視において、前記電流分配部と前記電流駆動部の双方に隣接する領域には、内部基準電圧を生成する基準電源部、前記負荷への出力電流をＰＷＭ［pulse　width　modulation］制御するためのＣＲタイマ部、装置外部と異常信号のやり取りを行うプロテクトバス制御部、各種保護回路などを含む他回路部を集積化するとよい。
　また、前記半導体チップの平面視において、前記電流分配部は、複数に分割された前記他回路部に挟まれた位置に集積化するとよい。
　また、前記半導体チップの平面視において、前記他回路部の少なくとも一部は、前記複数の定電流源に挟まれた位置に集積化するとよい。
　また、前記電流分配部、前記電流駆動部、及び、前記他回路部は、前記第３辺側に配置し、前記半導体チップの動作を統括的に制御する制御部、及び、負荷に供給する出力電流の電流値を設定する電流設定部は、前記第３辺と対向する第４辺側に配置するとよい。
　なお、前記電流設定部は、前記制御部よりも前記第４辺に近い位置に設けるとよい。
　また、前記電流分配部を形成するトランジスタについては、ソース領域に接続される第１パッドを前記第１辺側に配置し、ドレイン領域に接続されるパッドを前記第３辺側に配置するとよい。
　また、前記第１パッドと前記第１端子とを接続する第１ワイヤは、前記第２パッドと前記第２端子とを接続する第２ワイヤよりも短いとよい。
　また、前記半導体チップの平面視において、前記第１ワイヤは、前記第１パッドから前記第３辺と平行な向きに伸ばして前記第１端子に接続し、前記第２ワイヤは、前記第２パッドから前記第３辺と平行な向きに伸ばして前記第２端子に接続するとよい。
＜付記Ｃ＞
　次に、先出の図１４について付記する。電源から第１電流の入力を受け付けるための第１端子と、前記電源から外部抵抗経由で第２電流の入力を受け付けるための第２端子を含む全ての端子をパッケージの一辺に設けるとよい。
　なお、前記第２端子を前記一辺の一方の端に設け、前記第１端子を前記第２端子に隣接して設けるとよい。
　或いは、前記第１端子を前記一辺の一方の端に設け、前記第２端子を前記第１端子に隣接して設けてもよい。
　また、前記第１端子または前記第２端子の隣には、接地端を接続するための第３端子を設けるとよい。
　また、前記第３端子は、前記第１端子または前記第２端子と、負荷に電流を出力するための第４端子との間に設けるとよい。
　また、前記第４端子は、複数設けてもよい。
　また、複数の前記第４端子は、互いに隣接して設けるとよい。
　また、前記電源に接続されない第５端子は、前記一辺の他方の端に設けるとよい。
＜その他の変形例＞
　なお、上記の実施形態では、多チャンネルＬＥＤドライバＩＣへの適用例を挙げたが、本発明の適用対象は、何らこれに限定されるものではなく、装置内部での消費電力を制限する必要のある負荷駆動装置全般に広く適用することが可能である。
　また、上記の実施形態では、発光素子としてＬＥＤを用いた構成を例に挙げたが、例えば、発光素子として有機ＥＬ［electro-luminescence］素子を用いることも可能である。
　このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
　本明細書中に開示されている発明は、例えば、車両用（自動二輪車用や四輪車用）のＬＥＤランプモジュールに組み込まれる多チャンネルＬＥＤドライバＩＣに利用することが可能である。
　　　１　　電気機器（ＬＥＤランプモジュール）
　　　１００　　負荷駆動装置（多チャンネルＬＥＤドライバＩＣ）
　　　１１０　　電流分配部
　　　１１１、１１２　　Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
　　　１２０　　制御部
　　　１２１　　入力検出部
　　　１２１ａ　　抵抗
　　　１２１ｂ　　電流源
　　　１２２　　出力検出部
　　　１２３　　差動アンプ
　　　１３０　　電流駆動部
　　　１３１～１３４　　定電流源
　　　１４０　　電流設定部
　　　１５０　　他回路部
　　　２００　　半導体チップ
　　　２０１　　第１辺
　　　２０２　　第２辺
　　　２０３　　第３辺
　　　２０４　　第４辺
　　　Ａ　　自動二輪車（車両）
　　　Ｂ　　四輪車（車両）
　　　Ａ１、Ｂ１　　ＬＥＤヘッドランプモジュール
　　　Ａ２、Ｂ２　　ＬＥＤリアランプモジュール
　　　Ａ３、Ｂ３　　ＬＥＤウィンカーランプモジュール
　　　Ａ４、Ｂ４　　バッテリ
　　　Ｄ　　ドレイン領域
　　　Ｅ　　電源（バッテリ）
　　　ＩＮ１、ＩＮ２　　入力端子
　　　Ｌ１　　配線（電流経路）
　　　ＯＵＴ、ＯＵＴ１～ＯＵＴ４　　出力端子
　　　Ｐ１１　　パッド（ソースパッド）
　　　Ｐ１２　　パッド（ドレインパッド）
　　　Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４　　パッド
　　　Ｒ　　外部抵抗
　　　Ｓ　　ソース領域
　　　Ｗ１、Ｗ２　　ワイヤ
　　　Ｚ　　負荷（ＬＥＤ光源）
　　　Ｚ１～Ｚ４　　ＬＥＤストリング

Claims (28)

  1. 　電源から第１入力電流の入力を受け付けるための第１入力端子と、
    　前記電源から外部抵抗経由で第２入力電流の入力を受け付けるための第２入力端子と、
    　負荷に出力電流を出力するための出力端子と、
    　前記第１入力電流と前記第２入力電流を所定の分配比率で足し合わせて前記出力電流を生成する電流分配部と、
    　前記分配比率を制御する制御部と、
    　を有することを特徴とする負荷駆動装置。
  2. 　前記電流分配部は、前記第１入力電流の流れる経路に第１トランジスタを含み、前記制御部は、前記第１トランジスタのオン抵抗値を制御することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
  3. 　前記電流分配部は、前記第２入力電流の流れる経路に第２トランジスタをさらに含み、前記制御部は、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタそれぞれのオン抵抗値を差動制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。
  4. 　前記制御部は、前記第２入力端子に現れる第１端子電圧と前記出力端子に現れる第２端子電圧との差分値に応じて前記分配比率を制御することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  5. 　前記制御部は、
    　前記第１端子電圧から第１差動入力電圧を生成する入力検出部と、
    　前記第２端子電圧から第２差動入力電圧を生成する出力検出部と、
    　前記第１差動入力電圧と前記第２差動入力電圧との差分値に応じて前記電流分配部の制御信号を生成する差動アンプと、
    　を含むことを特徴とする請求項４に記載の負荷駆動装置。
  6. 　前記入力検出部は、前記第１端子電圧から所定の閾値電圧を差し引いて前記第１差動入力信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の負荷駆動装置。
  7. 　前記出力検出部は、複数の前記第２端子電圧の最高値を前記第２差動入力信号として出力することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の負荷駆動装置。
  8. 　前記出力検出部は、複数の前記第２端子電圧の平均値を前記第２差動入力信号として出力することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の負荷駆動装置。
  9. 　前記制御部は、前記第２入力端子の端子電圧と所定の基準電圧との差分値に応じて前記分配比率を制御することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  10. 　前記出力電流の定電流制御を行う電流駆動部をさらに有することを特徴とする請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  11. 　前記電流分配部は、半導体チップの平面視において、前記半導体チップの第１辺側に集積化されており、前記電流駆動部は、前記半導体チップの前記第１辺と対向する第２辺側に集積化されていることを特徴とする請求項１０に記載の負荷駆動装置。
  12. 　前記電流駆動部は、前記電流分配部と複数設けられた前記出力端子との間にそれぞれ接続された複数の定電流源を含むことを特徴とする請求項１１に記載の負荷駆動装置。
  13. 　前記複数の定電流源は、前記半導体チップの平面視において、前記第２辺に沿う方向に配列されていることを特徴とする請求項１２に記載の負荷駆動装置。
  14. 　前記電流分配部は、前記半導体チップの平面視において、前記半導体チップの第３辺に最も近い定電流源に隣接する位置から、前記第３辺から最も遠い定電流源に隣接する位置までの間に集積化されていることを特徴とする請求項１３に記載の負荷駆動装置。
  15. 　前記電源に接続される端子とこれに隣接する端子は、前記電源への接続に耐え得る耐圧を持つことを特徴とする請求項１～請求項１４のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  16. 　前記第１トランジスタは、ソース領域と、前記ソース領域の直近に設けられて前記第１入力端子にワイヤボンディングされるソースパッドと、ドレイン領域と、前記ドレイン領域の直近に設けられて前記第２入力端子にワイヤボンディングされるドレインパッドと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。
  17. 　前記第１入力端子と前記第２入力端子は、互いに隣接して配列されていることを特徴とする請求項１～請求項１６のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  18. 　前記第１入力端子または前記第２入力端子の隣には、他の外部端子よりも高耐圧設計の容易な外部端子が配列されていることを特徴とする請求項１～請求項１７のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  19. 　前記第１入力端子は、前記電源から直接的に前記第１入力電流の入力を受け付けることを特徴とする請求項１～請求項１８のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  20. 　前記制御部は、前記分配比率を動的に制御することを特徴とする請求項１～請求項１９のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  21. 　半導体装置に集積化されていることを特徴とする請求項１～請求項２０のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
  22. 　前記制御部は、前記第１トランジスタのオン抵抗値を動的に制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。
  23. 　前記制御部は、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタそれぞれのオン抵抗値を動的に差動制御することを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動装置。
  24. 　前記制御部は、前記第１端子電圧と前記第２端子電圧との差分値に応じて前記分配比率を動的に制御することを特徴とする請求項４に記載の負荷駆動装置。
  25. 　請求項１～請求項２４のいずれか一項に記載の負荷駆動装置と、
    　前記負荷駆動装置の第１入力端子と第２入力端子との間に接続される外部抵抗と、
    　前記負荷駆動装置の出力端子に接続される負荷と、
    　を有することを特徴とする電気機器。
  26. 　請求項１～請求項２４のいずれか一項に記載の負荷駆動装置と、
    　前記負荷駆動装置の第１入力端子と第２入力端子との間に接続される外部抵抗と、
    　前記負荷駆動装置の出力端子に負荷として接続される光源と、
    　を有することを特徴とするランプモジュール。
  27. 　請求項２６に記載のランプモジュールと、
    　前記ランプモジュールの電源となるバッテリと、
    　を有することを特徴とする車両。
  28. 　前記ランプモジュールは、ヘッドランプモジュール、リアランプモジュール、または、ウィンカーランプモジュールであることを特徴とする請求項２７に記載の車両。
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